浅论门禁卡系统的原理

姜泽

【摘要】文章从门禁技术的发展出发，介绍了感应卡的优点及其动作原理。在此基础之上，详细介绍了所开发系统的工作原理、主要流程、主要软硬件配置和系统的安全性。实践证明，该系统安全可靠，操作方便快捷。

【关键词】感应卡；门禁系统；接触式IC卡

一、门禁技术的发展

大部分人认为门禁仅仅是一种进行出入门控制的设备，最典型的就是传统的门边安装的键盘控制器或磁卡读卡器，出入者为了获得进出权必需先刷卡。随着识别技术的不断成熟，现在的门禁已有更先进的技术和新的应用市场，目前应用于门禁系统的技术有：条形码、图形ID、磁条形码、感应卡、生物辨识等等。

二、门禁感应卡的优点

感应卡又称射频卡，它将射频识别技术和IC卡技术结合起来，解决了无源（卡中无电源）和免接触两大难题。感应式讯号发送器的封装形式有许多种，体积有大小差别，而体积的大小往往与感应距离成正比。一般来说，使用于门禁及停车场管制时，为了方便携带，通常做成卡片式，故称感应卡。与接触式IC卡比较，感应卡具有以下优点：一是可靠性高。感应卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障（如因粗暴插卡、非卡外物插入、灰尘或油污导致接触不良等造成的故障）。此外，感应卡表面无裸露的芯片，无需担心芯片脱落，静电击穿，弯曲损坏等问题，既便于卡片的印刷，又提高了卡片的使用可靠性。二是操作便捷。由于非接触通讯，读写器在4～15cm或者更远范围内（视不同的卡片类型）就可以对卡片操作，不必插拔卡，方便用户的使用。非接触式卡使用时没有方向性，卡片以任意方向掠过读卡器表面即完成操作，大大提高了每次使用的速度。

三、门禁卡系统的工作原理

在感应卡技术应用中，读卡器不断通过其内部的线圈发出一个固有频率的电磁场（激发信号）。当感应卡放在读卡器的读卡范围内时，卡内的线圈在“激发信号”的感应下产生出微弱的电流，作为卡内集成电路芯片的电源，而该卡内的集成电路芯片存贮有设定时输入的唯一的数字辨识号码（ID），该号码从卡中反馈回读卡器，读卡器将接收到的无线信号传给现场控制器，由现场控制器进行信号处理并对执行装置发出指令。具体应用中，持卡者进门（或双向读卡出门）时将卡片接近读卡机，合法卡信号通过控制器传给电锁，电锁自动打开，非法卡被禁止访问。出门时只要按动出门按钮，电锁自动打开。

四、门禁卡系统的主要流程

该系统采用DELPHI6.0为前台开发工具，主要由通信处理模块、卡片管理模块、控制器管理模块。权限管理模块等组成。各模块均以SQLSERVER为后台运行数据库，从而实现各模块之间的数据操作和共享。

一是通信处理模块。完成控制指令的发送和实时数据的接收，是整个门禁系统正常工作的核心部分。二是卡片管理模块。主要记录卡片的编号、内码及持有者等信息。三是人员管理模块。用于建立持卡人员的信息库，是系统的核心模块之一。在此可以进行发卡、删除卡片和设置个人通行密码等操作。系统操作员在发卡时，经由通讯适配器读取在发卡感应头上刷卡的卡片内码（每张卡拥有一个卡片内码，不可复制），将此卡号与持卡人建立联系，同时持有者也可设置个人通行密码，取得双重安全保证。

五、门禁卡系统的主要软硬件配置

本系统的主要硬件配置如下：一是控制器。它是门禁系统的核心部分，是衡量门禁系统档次的重要依据，一般来说，欧美产品价格高，性能稳定，软件完善，其界面多为英文。国产门禁控制器价格低，性能在逐渐完善中，软件界面多为中文。控制器型号有单门、双门、四门、八门等。二是读卡器。它是门禁系统的前端设备，其功能是读取感应卡的数据，再将数据传输给控制器。根据应用场合可选择抗电磁干扰性强，信号传输距离长，感应距离远等优点的读卡器。在该系统中，采用SYRIS标准型感应读卡机（只读型），WIEGAND格式，其卡号无重复，无法复制，误读或不读的机率极低，无接触，寿命长。三是电控锁。它主要负责完成开关门的工作。电锁品种有电插锁、电磁锁、剪力锁等。本门禁系统选用英国ANSELL电子锁。办公室木门、防火门、玻璃门选用AN-200阳极锁，稳定可靠，便于维护。四是感应卡。它相当于持有人的证件、开门钥匙。磁力线圈产生感应电流向读卡器发射卡内信息，完成读卡工作。五是RS485接口。它连接各门禁控制器构成RS485网。

六、门禁卡系统的安全性

该系统具有高度的稳定性和可靠性，在系统的硬件连接中，如果出现某個设备的故障，不会影响其他设备的正常工作，中心会收到报警信息提示设备的损坏和网络连线的断路，在计算机故障的情况下，系统可以脱机运行，正常纪录人员的进出信息和报警信息，在系统和计算机重新连接以后，信息会自动上传；系统在软件的使用中也充分考虑安全性，操作员分为多个级别，分别只能在授权的权限内进行操作，级别最高的操作员可以对系统内的任何权限进行修改。在使用中，管理人员可以根据使用人员的权限分别授权，如部分人员可以在任意时间进出任意的地点，普通人员只能凭授权卡在授权时间内进出授权范围。

七、总结

该门禁卡系统采用模块化结构，具有一系列模块化程序设计的优点，各模块的划分和设计遵从高聚合低耦合的原则。各模块独立调试，然后进行系统集成和调试。其操作简单，考虑了足够的容错信息，比较符合用户的使用习惯。另外，数据录入方便快捷，具有连续录入的功能，并且具有强大的报表功能。

参考文献

[1]范逸之，陈立元.Delphi与RS-232串行通信控制[M].北京：清华大学出版社，2015.